專利名稱：管道流量測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種流量測量裝置，尤其是用于管道的流量測量裝置。
背景技術(shù)：
速度式流量計是發(fā)展最早的流量測量儀表，它是以直接測量管道內(nèi)流體流
速作為流量測量依據(jù)的，如常用的水表和新式的LTD型通用電子流量計，但在 臟污流體中的計量準(zhǔn)確度不高。電磁流量計結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴且易受外界電 磁場影響。渦街流量計利用"卡門渦街"原理，實現(xiàn)了數(shù)字化測量，但漩渦體 被坫污后會給測量結(jié)果帶來很大誤差，且很難在大管徑多雜質(zhì)管道流體中使用。 超聲波流量計有安裝維修方便和通用性好等特點，但因其對漂浮雜質(zhì)敏感且易 受干擾、測量有盲區(qū)等，使應(yīng)用場合受限。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種安裝維修方便，適于對污水、雨水管道中液 體流量測量的管道流量測量裝置。
本實用新型的管道流量測量裝置，包括壓力變送器、計算機(jī)、熒光顆粒投 放容器，控制熒光顆粒投放容器啟閉的電磁閥和光電轉(zhuǎn)換信號放大器，壓力變 送器的兩個信號輸出端分別與計算機(jī)的接口板卡I/O的輸入端和公共端相連，電 磁閥的兩個控制端分別與計算機(jī)的接口板卡I/O的輸出端和公共端相連，熒光顆 粒投放容器的出料口接有伸縮軟管，光電轉(zhuǎn)換信號放大器由光電轉(zhuǎn)換管、信號 放大環(huán)節(jié)和用于遮擋側(cè)光的伸縮軟管組成，伸縮軟管套在光電轉(zhuǎn)換管上，光電 轉(zhuǎn)換管與信號放大環(huán)節(jié)的輸入端相連，信號放大環(huán)節(jié)的輸出端接計算機(jī)接口板 卡1/0 口的輸入端。
使用時，熒光顆粒投放容器固定于管道測試點的正上方，光電轉(zhuǎn)換信號放 大器裝設(shè)在距熒光顆粒投放容器一定距離處，壓力變送器置于管道底部的測試 點，壓力變送器將液位壓力轉(zhuǎn)換成相應(yīng)比例的標(biāo)準(zhǔn)電信號，輸入到計算機(jī)，由 計算機(jī)隨時采集數(shù)據(jù)監(jiān)視液位的升與降，且進(jìn)行管道流量截面計算，并控制電 磁閥開啟釋放熒光顆粒，計算機(jī)記錄熒光顆粒釋放時間，投放的熒光顆粒漂浮 在所測斷面流體液面上，當(dāng)其順流到遮擋側(cè)光的伸縮軟管下方時，熒光顆粒的 輝光激勵光電轉(zhuǎn)換管，光電轉(zhuǎn)換管將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)信號放大環(huán)節(jié)放 大后輸給計算機(jī)，作為計時終止值。計算機(jī)通過熒光顆粒在液面上行走的距離、 時間，可算得實時流速，結(jié)合液位截面形狀，即可確定管道該時段的實際流量。
本實用新型的優(yōu)點安裝調(diào)試測量方便，不受管道幾何形狀、管徑大小和 管道液位影響，對污水領(lǐng)域流量計量有很強(qiáng)的適用性，可實現(xiàn)對污水、雨水管 道等不可壓縮液體的排水管道中液體流量的在線測量，本實用新型裝置通過計 算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)用可實現(xiàn)遠(yuǎn)距數(shù)據(jù)測量和共享。

圖1是本實用新型的管道流量測量裝置及裝設(shè)在排水管道測流量的示意圖。
具體實施方式

參照圖l，本實用新型的管道流量測量裝置，包括壓力變送器l、計算機(jī)2、 熒光顆粒投放容器3，控制熒光顆粒投放容器3啟閉的電磁閥4和光電轉(zhuǎn)換信號 放大器5，壓力變送器l的兩個信號輸出端分別與計算機(jī)2的接口板卡I/0的輸 入端和公共端相連，熒光顆粒投放容器3固定于測試點的正上方，電磁閥4的 兩個控制端分別與計算機(jī)2的接口板卡I/O輸出端和公共端相連，熒光顆粒投放 容器3的出料口接有伸縮軟管6，光電轉(zhuǎn)換信號放大器5由光電轉(zhuǎn)換管7、信號 放大環(huán)節(jié)8和用于遮擋側(cè)光的伸縮軟管9組成，裝設(shè)在距熒光顆粒投放容器3 一定距離處。圖示實例中，信號放大環(huán)節(jié)8包括電阻R1、反饋電阻R2和一個 運算放大器，運算放大器的反相輸入端和正相輸入端共接光電轉(zhuǎn)換管7，電阻 Rl的一端和運算放大器輸出端相接，反饋電阻R2跨接在電阻R1的另一端和運 算放大器的反相輸入端之間，運算放大器的輸出端接計算機(jī)2接口板卡I/O 口的 輸入端，運算放大器的正輸入端與計算機(jī)2接口板卡I/0口的公共端相接并接地。 伸縮軟管9套在光電轉(zhuǎn)換管7上。
本實用新型中，所說的壓力變送器1可采用擴(kuò)散硅壓力變送器，光電轉(zhuǎn)換 管7可為硅光電二極管。
流量測量過程
1、 管道截面測算計算機(jī)通過I/0 口采集壓力變送器輸出的標(biāo)準(zhǔn)電信號， 經(jīng)量綱處理轉(zhuǎn)換為相應(yīng)管道流量測試點的液位高度A，算出測試段的截面積。以
圓型管道為例，由算式^2cos-'^可求得液面高度中心角^式中d為測試段管 道直徑，該污水管道液位截面積為^^^si一。
2、 時間、流速測算計算機(jī)通過I/0輸出命令開啟熒光顆粒投放容器的電 磁閥，熒光顆粒沿著伸縮軟管投放到液面上，并開始計時，熒光顆粒隨管道中 的液流流動到遮擋側(cè)光的伸縮軟管下，光電轉(zhuǎn)換管接收到輝光，激勵產(chǎn)生電信
號，此電信號經(jīng)信號放大環(huán)節(jié)放大后輸入計算機(jī)，經(jīng)過計算機(jī)處理作為計時終 止值，從而可獲得熒光顆粒漂流時間值f。依據(jù)此時間f及熒光顆粒漂流距離Z 可以得到實時的流體液面流速7 =丄/"再由計算機(jī)處理計算即可得到管道測試 點的流體截面平均水流速度^，進(jìn)而可由2 = ^"得到實時瞬時流量。
通過壓力變送器測得的不同時段的液位，再由計算機(jī)算得不同液位下相關(guān) 時段的流量，累加可得該管道的總流量值。
權(quán)利要求1.管道流量測量裝置，其特征在于包括壓力變送器(1)、計算機(jī)(2)、熒光顆粒投放容器(3)，控制熒光顆粒投放容器(3)啟閉的電磁閥(4)和光電轉(zhuǎn)換信號放大器(5)，壓力變送器(1)的兩個信號輸出端分別與計算機(jī)(2)的接口板卡I/O的輸入端和公共端相連，電磁閥(4)的兩個控制端分別與計算機(jī)(2)的接口板卡I/O的輸出端和公共端相連，熒光顆粒投放容器(3)的出料口接有伸縮軟管(6)，光電轉(zhuǎn)換信號放大器(5)由光電轉(zhuǎn)換管(7)、信號放大環(huán)節(jié)(8)和用于遮擋側(cè)光的伸縮軟管(9)組成，伸縮軟管(9)套在光電轉(zhuǎn)換管(7)上，光電轉(zhuǎn)換管(7)與信號放大環(huán)節(jié)(8)的輸入端相連，信號放大環(huán)節(jié)(8)的輸出端接計算機(jī)(2)接口板卡I/O口的輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道流量測量裝置，其特征在于信號放大環(huán)節(jié)(8) 包括電阻(R1)、反饋電阻(R2)和一個運算放大器，運算放大器的反相輸入端和 正相輸入端共接光電轉(zhuǎn)換管(7)，電阻(Rl)的一端和運算放大器輸出端相接, 反饋電阻(R2)跨接在電阻(R1)的另一端和運算放大器的反相輸入端之間。
專利摘要本實用新型公開的管道流量測量裝置包括壓力變送器、計算機(jī)、熒光顆粒投放容器，控制熒光顆粒投放容器啟閉的電磁閥和光電轉(zhuǎn)換信號放大器。使用時，壓力變送器將液位壓力信號輸入到計算機(jī)，計算機(jī)進(jìn)行管道流量實時截面計算，并控制電磁閥開啟釋放熒光顆粒和計時，光電轉(zhuǎn)換管接收熒光顆粒輝光激勵產(chǎn)生電信號，該信號經(jīng)放大后送給計算機(jī)，作為計時終止值。計算機(jī)通過熒光顆粒在液面上行走的距離、時間，可算得實時流速，結(jié)合液位截面形狀，即可確定管道該時段的實際流量。本實用新型裝置安裝調(diào)試測量方便，不受管道幾何形狀、管徑大小和管道液位影響，對污水領(lǐng)域流量計量有很強(qiáng)的適用性，可實現(xiàn)在線測量，本實用新型裝置通過計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)用可實現(xiàn)遠(yuǎn)距數(shù)據(jù)測量和共享。
文檔編號G01F1/712GK201069376SQ20072011204
公開日2008年6月4日 申請日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者琴 張, 彭建州, 汪雄海 申請人:浙江大學(xué)